Un campione di scisto pronto per la fratturazione con CO2. Credito:Xuehang Song
Scienziati dell'Accademia cinese delle scienze e della China University of Petroleum (Pechino) hanno dimostrato che la CO 2 può produrre un fluido di fratturazione idraulica (fracking) migliore dell'acqua. La loro ricerca, pubblicato il 30 maggio sulla rivista Joule , potrebbe aiutare a spianare la strada a una forma più ecologica di fracking che raddoppierebbe come meccanismo per immagazzinare la CO2 atmosferica catturata 2 .
Il fracking è una tecnica utilizzata per estrarre risorse da giacimenti non convenzionali in cui fluidi (solitamente acqua mista a sabbia, agenti schiumogeni, biocidi, e altre sostanze chimiche) viene iniettato nella roccia, fratturarlo per liberare le risorse al suo interno. Dei circa 7-15 milioni di litri di fluido iniettato, Il 30%-50% rimane nella formazione rocciosa al termine dell'estrazione. Il suo elevato consumo di acqua, rischi ambientali, e frequenti problemi di produzione hanno portato a preoccupazioni sul fracking sia tra gli esperti del settore che tra i sostenitori dell'ambiente.
"La fratturazione non acquosa potrebbe essere una potenziale soluzione per aggirare questi problemi, "dice Nannan Sun, un ricercatore presso l'Istituto di ricerca avanzata di Shanghai presso l'Accademia cinese delle scienze. "Abbiamo scelto CO 2 frattura da una serie di opzioni perché il processo include molteplici vantaggi. Però, ci mancava ancora una comprensione fondamentale della tecnologia, che è molto importante per il suo ulteriore sviluppo e diffusione."
Benefici della CO 2 la fratturazione include l'eliminazione della necessità di un forte approvvigionamento idrico (che renderebbe praticabile il fracking in luoghi aridi), ridurre il rischio di danni ai serbatoi (come spesso accade quando soluzioni acquose creano blocchi nella formazione rocciosa), e fornire un deposito sotterraneo per la CO . catturata 2 .
Però, CO 2 non è probabile che diventi comunemente usato come fluido di fratturazione a meno che non sia più efficace dell'acqua nella produzione di risorse. Per studiare le differenze tra CO 2 e acqua come fluidi di fratturazione a livello microscopico, Sun e il suo team hanno raccolto affioramenti di scisto da Chongqing, Cina e li ha fratturati con entrambi i fluidi. Hanno scoperto che CO 2 ha superato l'acqua, creando complesse reti di fratture con volumi stimolati significativamente più elevati.
"Abbiamo dimostrato che la CO 2 ha una mobilità maggiore dell'acqua, e, perciò, la pressione di iniezione può essere erogata meglio nella porosità naturale della formazione, " dice Sun. "Questo cambia il meccanismo con cui si creano le fratture, generando reti di frattura più complesse che si traducono in una produzione di gas di scisto più efficiente".
Mentre i ricercatori ritengono che questa tecnologia di fratturazione idraulica sarà scalabile, il suo sviluppo su larga scala è attualmente limitato dalla CO 2 disponibilità. Il costo della CO 2 catturato da fonti di emissione è ancora proibitivo per produrre CO 2 una sostituzione del fluido di fracking a livello di settore.
Il team osserva inoltre che una volta che CO 2 è stato iniettato nella frattura, acquisisce una bassa viscosità che gli impedisce di trasportare efficacemente la sabbia alle fratture. Poiché la sabbia è destinata ad aprire le fratture mentre viene raccolto il gas di scisto, è fondamentale che gli scienziati imparino a migliorare la viscosità del fluido, ma il team non è ancora sicuro di come farlo mantenendo bassi i costi e riducendo al minimo l'impatto ambientale.
Come passi successivi, i ricercatori intendono studiare i limiti della CO 2 tecnologia di fratturazione per capire meglio come può essere utilizzata. "Sono necessarie ulteriori indagini per identificare gli effetti del tipo di giacimenti, proprietà e condizioni geomeccaniche, CO 2 sensibilità della formazione, e così via, " dice Sun. "Inoltre, la cooperazione con le industrie sarà effettuata per portare avanti l'implementazione pratica della tecnologia."
